淺談ＩＴＳ系統在運輸產業中的應用

劉官紋

摘要:智能運輸系統(ITS),就是集信息處理、通訊、控制、以及高科技的電子技術等最新的科研成果,應用于交通運輸網絡中。它與傳統的交通管理系統一個最顯著的區別是,將服務對象的重點由以往的管理者轉向道路使用者,即用先進的科技手段向道路用戶提供必要的信息和便捷的服務,以減少交通堵塞,從而達到提高道路通過能力的目的。

關鍵詞:ITS系統 運輸產業 應用

中圖分類號:U11文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)03-0022-01

智能交通系統(ITS,即Intelligent TransportSystem)是指將先進的通信技術、自動控制技術、計算機技術等高新技術綜合地運用于整個交通管理體系、從而建立起一種全方位發揮作用的交通綜合管理和控制系統。上世紀60年代末,美國開始ITS方面的研究,之后,歐洲、日本等也相繼加入這一行列。經過30多年的發展,美國、歐洲、日本成為世界ITS研究的三大基地。事實證明,ITS可以大幅度提高交通網絡的運行效率,是解決交通擁擠最為經濟有效的辦法。它蘊涵著巨大的社會與經濟效益,是目前世界各國交通領域競相研究和開發的熱點。

隨著社會經濟的不斷發展和人們生活水平的普遍提高,整個社會對交通運輸的需求日益增加。雖然世界各國政府已經或是正在大量投入財力于交通基礎設施的建設,但交通狀況惡化及其伴生的安全事故、空氣污染等一系列問題越來越困擾著有關的政府當局。交通運輸對經濟發展的制約作用不同程度地普遍存在于每個國家/地區,如何解決大城市周圍地區交通擁擠和堵塞現象幾乎成了最為棘手的難題之一。

交通量的持續增長是造成這種狀況的最根本原因,而傳統的解決途徑主要有兩個:一是加大交通基礎設施建設的投入,但資金、土地等稀缺資源的有限性又是不可回避的問題,道路基礎設施是不可能無限擴展的;二是限制交通流量,主要是通過法律和行政的手段實現。這又分兩個方面:一是控制車輛出行,如按車牌單、雙號分別行駛,或是鼓勵和發展公共交通,減少私家車的使用,美國等西方國家早在很多年前已在一些交通繁忙路段實施鼓勵兩人以上的車輛優先行駛的規定;二是控制汽車保有量,以高額的稅、費甚至控制上牌等來限制汽車數量的發展。這些方法短期可以奏效,但有失公平、合理。如何更有效地使用現有交通運輸網絡是人們試圖尋找更好地解決上述問題的重要途徑之一。人們希望通過增加技術含量的方法提高現有道路的利用率,提高道路交通的安全程度和道路使用的舒適性,智能運輸系統(ITS)因此應運而生。

所謂智能運輸系統(ITS),就是集信息處理、通訊、控制、以及高科技的電子技術等最新的科研成果,應用于交通運輸網絡中。它與傳統的交通管理系統一個最顯著的區別是,將服務對象的重點由以往的管理者轉向道路使用者,即用先進的科技手段向道路用戶提供必要的信息和便捷的服務,以減少交通堵塞,從而達到提高道路通過能力的目的。另外,從系統論的角度來看,ITS將道路管理者、用戶、交通工具及設施有機地結合起來并納于系統之中,提高了交通運輸網絡這個大系統的運行效率。

ITS系統的功能包括以下幾個主要方面:信息提供、安全服務、計收使用費和減少交通堵塞等。系統向道路管理者和用戶提供的主要是道路交通情況的實時信息及相關的其它信息,如天氣等;而安全服務的內容則有危險警告、人車事故預防、行車輔助等,它們通過不同的方式來幫助減少交通事故;費用收取主要是以電子方式自動地向用戶收取道路使用費或車輛停放費等。當然,系統還可以根據人們的需要提供更多的服務。

在汽車運用工程方面,由于ITS有較好的發展前景,在市場機制的推動下,除了專業性的研究機構和咨詢公司外,大量的工業組織也紛紛介入,所涉及的行業較為廣泛,從傳統的汽車制造、機電加工到新興的計算機、通訊、信息、遙感等高科技領域。國際上一些著名的企業,如西門子、摩托羅拉、東芝等公司也加入有關產品的開發和研制,甚至軟件巨頭美國微軟公司也開始關注并介入這個市場。在汽車上加入更多的電子控制系統,大大提高駕駛的安全性和效率。日本最近推出ITS的概念車HSR—VI,該車既可以手動駕駛,也可以完全自動駕駛。在自動駕駛狀態下,車載電腦搜集來自激光雷達、立體圖像傳感器、多用途通訊系統以及交通管理方面發出的各種信息,以操縱汽車的行駛。這些裝置還可以將外部的情況提供給駕駛員以避免發生交通意外,如果駕駛員未能及時剎車、誤入禁行區、超速行駛或是其它操作錯誤,汽車的自動信號系統會發出警告,并自動采取相應的措施,如變換車道等;電子制動系統則可以避免因緊急情況而驚慌失措可能帶來的不良后果。

美國正在對自動化公路系統進行由計算機控制的駕駛試驗,并將很快投入實用。伯克利加州大學“高級公路和交通研究計劃”已經建成了未來可供毋需駕駛員駕駛的汽車行駛的公路原型,并在1997年8月進行了實用成果的演示。這種思路是通過提高現有道路的利用率,而不是修建更多道路的辦法來滿足交通對道路的需求。具體工作是開辟專用車道,利用專門敷設在路面下的磁體來引導汽車的行駛,并確定汽車在公路上的位置;用高效雷達來控制車速,并保持與其它車及障礙物的間距。汽車在其上自動行駛,全無人為干預。目前汽車制造商們也在考慮給所生產的汽車裝上計算機導航系統,以適應情況更加復雜的道路。

在系統的實際開發和應用方面,我國已有了不少實際成果,在局部地區形成了ITS的雛形,或實現了ITS系統的部分功能。其中最主要的是電子收費系統,全國已有不少省份或城市開始采用或試行這種先進的管理方式。如廣東省的佛山市,從1996年開始在該市周圍的23個收費站點推行電子收費系統,提高了道路的通過能力,降低了空氣污染。此外,在引進國外先進技術和產品的同時,我國也開始與外國的廠商建立合資企業,生產ITS的產品。

雖然我國ITS的整體水平還比較落后,市場遠未得到開發,但當我們在比較有把握地預測到交通運輸管理、服務體系的發展前景時,就要進行戰略上的考慮,借鑒國外ITS發展過程中成功的經驗,有針對性地開展基礎工作。這包括在法律上明確和完善我國發展ITS的近期目標和長遠規劃;制定ITS體系的構架、發展的原則和對策;在技術上著手對ITS的標準、規范進行研究和規定;從運作上考慮資金的籌措、市場的開發以及“游戲規劃”的制定。